С Е М И Н А Р N 22
ОЧИСТКА ВОЗДУХА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

Рассмотрим диполь в электрическом поле. Если ориентация диполя произвольна, то сначала диполь начнет вращаться. На заряды разных знаков действуют силы, направленые в разные стороны. Поэтому возникает вращающий момент. Вообще говоря, электрический диполь в электрическом поле совершает колебания, но, если в среде есть сопротивление, то колебания прекратятся и диполь сориентируется вдоль поля. Стрелка, проведенная от отрицательного заряда к положительному, будет показывать направление электрического поля.

Если поле однородно, то в любой точке пространства на заряд действует одна и та же сила. Поэтому в однородном поле диполи могут поворачиваться до положения равновесия ( или колебаться ), но вдоль поля диполь перемещаться не будет. На положительный и отрицательный заряды диполя действуют одинаковые по величине, но противоположно направленные силы.

Если поле неоднородно, то на заряды диполя действуют разные по абсолютной величине силы. Где больше поле, там больше и сила. Поэтому диполь в неоднородном поле будет втягиваться в область более сильного поля.

Описанное явление можно использовать, например, для очистки воздуха. Молекулы или мелкие частицы, плавающие в воздухе, поляризуются, образуя диполи. Если в воздухе создано неоднородное поле, то частицы примеси втянутся в область более сильного поля, а воздух в остальном пространстве станет чистым.

В середине плоского конденсатора поле однородно. Вблизи его краев поле меньше, чем в средней части конденсатора. Неоднородность поля в плоском конденсаторе не очень велика. Степень неоднородности поля зависит от геометрии системы. Так, вблизи заряженной нити при изменении расстояния поле меняется очень сильно.

На нашей кафедре очистку воздуха показывают так. Вдоль оси стеклянной трубки диаметром около 10 см натянута металлическая нить. В трубку напускаем дым. На нить подаем напряжение 50 киловольт от двух стандартных источников высокого напряжения. Очень быстро дым в трубке исчезает.